臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
本文主要在探討使用高流動性之高性能混凝土梁受動態載重作用下之剪力行為。試驗共製作二十根梁試體，其中十根為普通混凝土梁，另十根為高性能混凝土梁。試體尺寸為240 mm ×360 mm ×3500 mm。探討之變數包括混凝土強度、剪跨比、正負彎矩鋼筋比、剪力筋間距、載重型式與剪力筋強度，以期對高性能混凝土梁受動態載重作用下之剪力行為有所了解。試驗結果可歸納如下：
1. 在變數相同情況下，高性能混凝土梁試體有較大之勁度。
2. 在變數相同情況下，高性能混凝土梁之剪力開裂強度與極限剪力強度比普通混凝土梁佳。
3. 當試體達載極限載重時，高性能混凝土梁於剪跨區內之最大剪力筋應變值比普通混凝土梁小，且剪力筋之有效程度K值較高。
4. 歷經反覆載重歷程後，高性能混凝土梁較普通混凝土梁之混凝土強度折減百分比較少。
5. 反覆載重下，使用ACI預測式推算高性能混凝土梁與普通混凝土梁的剪力開裂強度與極限剪力強度仍有趨於保守現象。
6. 試體達到使用載重時，高性能混凝土梁有較佳的裂縫控制能力。
7. 反覆載重下，高性能混凝土梁比普通混凝土梁有較佳的剪力延展性。

Abstract
The purpose of this study is to investigate the shear behavior of high workability high-performance concrete beams (HPC) under cyclic load. A total of twenty beam specimens were made in this study：ten were normal concrete beams and the rest were high-performance concrete beams. The size of specimens was 240 mm ×360 mm ×3500 mm . The parameters included concrete strength, shear span-to-depth ratio, amount of longitudinal steel, amount of shear reinforcement, loading type and strength of transverse reinforcement. The results show that HPC beams have higher cracking and ultimate strengths than normal concrete beams under cyclic load. HPC beams have less strength decay of and lower strain values of shear reinforcement at ultimate. HPC beams have better crack control over normal concrete beams. In addition, HPC beams have better shear ductility than normal concrete beams under cyclic load.

目 錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
表目錄 VII
圖目錄 IX
照片目錄 XIII
符號說明 XV
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 1
1-3 研究目的與方法 2
第二章 文獻回顧 4
第三章 試驗計畫及過程 9
3-1 試體規劃 9
3-2 試驗材料 13
3-3 試體製作 14
3-4 試驗設備 15
3-5 試體安裝 16
3-6 試驗過程 17
第四章 試驗結果與討論 19
4-1 新拌混凝土材料性質 19
4-2 梁之剪力行為 19
4-2-1 動態載重作用下梁之剪力破壞行為
與剪力筋應力發展情形 19
4-2-2 靜態載重作用下梁之剪力破壞行為
與剪力筋應力發展情形 23
4-2-3 載重-變位圖比較 25
4-3 試驗值與剪力強度預測式 28
4-4 各變數對NC與HPC剪力開裂強度Vcr之影響 29
4-4-1 混凝土抗壓強度之影響 30
4-4-2 剪跨比之影響 30
4-4-3 正負彎矩鋼筋比之影響 31
4-4-4 剪力筋間距之影響 31
4-4-5 載重型式之影響 32
4-4-6 剪力筋強度之影響 32
4-5 各變數對NC與HPC極限剪力強度Vn之影響 32
4-5-1 混凝土抗壓強度之影響 33
4-5-2 剪跨比之影響 33
4-5-3 正負彎矩鋼筋比之影響 34
4-5-4 剪力筋間距之影響 34
4-5-5 載重型式之影響 35
4-5-6 剪力筋強度之影響 35
4-6 剪力筋的貢獻 36
4-7 各變數對剪力裂縫寬度的影響 40
4-7-1 混凝土抗壓強度之影響 42
4-7-2 剪跨比之影響 42
4-7-3 正負彎矩鋼筋比之影響 43
4-7-4 剪力筋間距之影響 44
4-7-5 載重型式之影響 44
4-7-6 剪力筋強度之影響 45
4-8 剪力延展性之探討 45
4-8-1 混凝土抗壓強度之影響 46
4-8-2 剪跨比之影響 47
4-8-3 正負彎矩鋼筋比之影響 47
4-8-4 剪力筋間距之影響 48
4-8-5 載重型式之影響 48
4-8-6 剪力筋強度之影響 49
第五章 結論 50
參考文獻 53
表 目 錄
表1-1 NC、HPC混凝土之比較表 56
表3-1 試體規劃表 57
表3-2 混凝土配比表 58
表3-3 水泥與爐石性質表 59
表3-4 飛灰性質表 60
表3-5 粗骨材物理性質表 61
表3-6 細骨材物理性質表 62
表3-7 粗細骨材物理性質表 62
表3-8 鋼材基本性表 63
表3-9 混凝土實際抗壓強度表 64
表4-1 混凝土之新拌性質表 65
表4-2 試體實際計算表 66
表4-3 H PC梁與NC梁之剪力開裂強度比較表 67
表4-4 混凝土強度與剪力開裂強度比較表 68
表4-5 剪跨比與剪力開裂強度比較表 68
表4-6 正負彎矩鋼筋比與剪力開裂強度比較表 68
表4-7 剪力筋間距與剪力開裂強度比較表 69
表4-8 載重型式與剪力開裂強度比較表 69
表4-9 剪力筋強度與剪力開裂強度比較表 69
表4-10 H PC梁與NC梁之極限剪力強度比較表 70
表4-11 混凝土強度與極限剪力強度比較表 71
表4-12 剪跨比與極限剪力強度比較表 71
表4-13 正負彎矩鋼筋比與極限剪力強度比較表 71
表 4-14 剪力筋間距與極限剪力強度比較表 72
表 4-15 載重型式與極限剪力強度比較表 72
表 4-16 剪力筋強度與極限剪力強度比較表 72
表 4-17 HPC梁與NC梁之試驗值與ACI理論剪力強度比較表 73
表 4-18 HPC梁與NC梁之剪力筋強度發展比較表 74
表 4-19 反覆載重試驗後兩系列混凝土強度折減程度之比較表 75
表 4-20 混凝土構造物之最大裂縫寬度限制表 76
表 4-21 HPC梁與NC梁使用載重之裂縫寬度比較表 77
表 4-22 混凝土強度與使用載重之裂縫寬度比較表 78
表 4-23 剪跨比與使用載重之裂縫寬度比較表 78
表 4-24 正負彎矩鋼筋比與使用載重之裂縫寬度比較表 78
表 4-25 剪力筋間距與使用載重之裂縫寬度比較表 79
表 4-26 載重型式與使用載重之裂縫寬度比較表 79
表 4-27 剪力筋強度與使用載重之裂縫寬度比較表 79
表 4-28 HPC梁與NC梁之剪力延展性與分析結果表 80
表 4-29 混凝土強度與剪力延展性指數表 81
表 4-30 剪跨比與剪力延展性指數表 81
表 4-31 正負彎矩鋼筋比與剪力延展性指數表 81
表 4-32 剪力筋間距與剪力延展性指數表 82
表 4-33 載重型式與剪力延展性指數表 82
表 4-34 剪力筋強度與剪力延展性指數表 82
圖 目 錄
圖3-1 試體尺寸、斷面圖 83
圖3-1 試體應變計黏貼位置圖 84
圖3-2 試體反覆載重架設示意圖 85
圖3-3 試體單向載重架設示意圖 86
圖3-4 反覆載重歷程圖 87
圖3-5 鋼筋應力-應變圖 87
圖4-1 梁載重-變位示意圖(H2) 88
圖4-2 剪力筋應變-載重示意圖(H2) 88
圖4-3 剪力筋應變-反覆載重示意圖(H2) 89
圖4-4 剪力筋應變-單向載重示意圖(H2) 89
圖4-5 梁載重-變位示意圖(H9) 90
圖4-6 剪力筋應變-載重示意圖(H9) 90
圖4-7 混凝土強度對NC、HPC梁載重變位曲線的影響圖 91
圖4-8 剪誇比對NC、HPC梁載重變位曲線的影響圖 92
圖4-9 正負彎矩鋼筋比對NC、HPC梁載重變位曲線的影響圖 93
圖4-10 剪力筋間距對NC、HPC梁載重變位曲線的影響圖 94
圖4-11 載重型式對NC、HPC梁載重變位曲線的影響圖 95
圖4-12 剪力筋強度對NC、HPC梁載重變位曲線的影響圖 96
圖4-13 試體N1載重-變位圖 97
圖4-14 試體H1載重-變位圖 97
圖4-15 試體N2載重-變位圖 98
圖4-16 試體H2載重-變位圖 98
圖4-17 試體N3載重-變位圖 99
圖4-18 試體H3載重-變位圖 99
圖4-19 試體N4載重-變位圖 100
圖4-20 試體H4載重-變位圖 100
圖4-21 試體N5載重-變位圖 101
圖4-22 試體H5載重-變位圖 101
圖4-23 試體N6載重-變位圖 102
圖4-24 試體H6載重-變位圖 102
圖4-25 試體N7載重-變位圖 103
圖4-26 試體H7載重-變位圖 103
圖4-27 試體N8載重-變位圖 104
圖4-28 試體H8載重-變位圖 104
圖4-29 試體N9載重-變位圖 105
圖4-30 試體H9載重-變位圖 105
圖4-31 試體N10載重-變位圖 106
圖4-32 試體H10載重-變位圖 106
圖4-33 試體N1、H1載重-變位比較圖 107
圖4-34 試體N2、H2載重-變位比較圖 107
圖4-35 試體N3、H3載重-變位比較圖 108
圖4-36 試體N4、H4載重-變位比較圖 108
圖4-37 試體N5、H5載重-變位比較圖 109
圖4-38 試體N6、H6載重-變位比較圖 109
圖4-39 試體N7、H7載重-變位比較圖 110
圖4-40 試體N8、H8載重-變位比較圖 110
圖4-41 試體N9、H9載重-變位比較圖 111
圖4-42 試體N10、H10載重-變位比較圖 111
圖4-43 混凝土強度對剪力開裂強度的影響圖 112
圖4-44 剪跨比對剪力開裂強度的影響圖 112
圖4-45 正負彎矩鋼筋比對剪力開裂強度的影響圖 113
圖4-46 剪力筋間距對剪力開裂強度的影響圖 113
圖4-47 載重型式對剪力開裂強度的影響圖 114
圖4-48 剪力筋強度對剪力開裂強度的影響圖 114
圖4-49 混凝土強度對極限剪力強度的影響圖 115
圖4-50 剪跨比對極限剪力強度的影響圖 115
圖4-51 正負彎矩鋼筋比對極限剪力強度的影響圖 116
圖4-52 剪力筋間距對極限剪力強度的影響圖 116
圖4-53 載重型式對極限剪力強度的影響圖 117
圖4-54 剪力筋強度對極限剪力強度的影響圖 117
圖4-55 混凝土強度對剪力裂縫寬度的影響圖 118
圖4-56 剪跨比對剪力裂縫寬度的影響圖 119
圖4-57 正負彎矩鋼筋比對剪力裂縫寬度的影響圖 120
圖4-58 剪力筋間距對剪力裂縫寬度的影響圖 121
圖4-59 載重型式對剪力裂縫寬度的影響圖 122
圖4-60 剪力筋強度對剪力裂縫寬度的影響圖 123
圖4-61 試體N1、H1之剪力裂縫寬度比較圖 124
圖4-62 試體N2、H2之剪力裂縫寬度比較圖 124
圖4-63 試體N3、H3之剪力裂縫寬度比較圖 125
圖4-64 試體N4、H4之剪力裂縫寬度比較圖 125
圖4-65 試體N5、H5之剪力裂縫寬度比較圖 126
圖4-66 試體N6、H6之剪力裂縫寬度比較圖 126
圖4-67 試體N7、H7之剪力裂縫寬度比較圖 127
圖4-68 試體N8、H8之剪力裂縫寬度比較圖 127
圖4-69 試體N9、H9之剪力裂縫寬度比較圖 128
圖4-70 試體N10、H10之剪力裂縫寬度比較圖 128
圖4-71 使用載重下ρv fyh對剪力裂縫寬度之影響圖 129
圖4-71 混凝土強度對剪力延性指數的影響圖 130
圖4-72 剪跨比對剪力延性指數的影響圖 130
圖4-73 正負彎矩鋼筋比對剪力延性指數的影響圖 131
圖4-74 剪力筋間距對剪力延性指數的影響圖 131
圖4-75 載重型式對剪力延性指數的影響圖 132
圖4-76 剪力筋強度對剪力延性指數的影響圖 132
照 片 目 錄
照片（3-1） 鋼筋籠組立 133
照片（3-2） 鋼筋籠上應變計位置 133
照片（3-3） 600 ton MTS 萬能試驗機 134
照片（3-4） 50 ton MTS 萬能試驗機試體 134
照片（3-5） 鋼材抗拉試驗機 135
照片（3-6） 圓柱試體抗壓試驗機 135
照片（3-7） 100 mm LVDT 136
照片（3-8） 個人電腦、資料蒐集器及繪圖機 136
照片（3-9） 試體單向載重架設 137
照片（3-10） 試體反覆載重架設 137
照片（4-1） 裂縫發展-1 (H2) 138
照片（4-2） 裂縫發展-2 (H2) 138
照片（4-3） 核心混凝土破壞情形 (H2) 139
照片（4-4） 剪力筋彎鉤變形 (H9) 139
照片（4-5） 試體N1破壞情形 140
照片（4-6） 試體H2破壞情形 140
照片（4-7） 試體N2破壞情形 141
照片（4-8） 試體H2破壞情形 141
照片（4-9） 試體N3破壞情形 142
照片（4-10） 試體H3破壞情形 142
照片（4-11） 試體N4破壞情形 143
照片（4-12） 試體H4破壞情形 143
照片（4-13） 試體N5破壞情形 144
照片（4-14） 試體H5破壞情形 144
照片（4-15） 試體N6破壞情形 145
照片（4-16） 試體H6破壞情形 145
照片（4-17） 試體N7破壞情形 146
照片（4-18） 試體H7破壞情形 146
照片（4-19） 試體N8破壞情形 147
照片（4-20） 試體H8破壞情形 147
照片（4-21） 試體N9破壞情形 148
照片（4-22） 試體H9破壞情形 148
照片（4-23） 試體N10破壞情形 149
照片（4-24） 試體H10破壞情形 149

參考文獻
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